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文档简介

1-1为测定某材料的导热系数,用该材料制成厚5mm的大平壁,保持平壁两表面间的温差为30,并测得通过平壁的热流密度为6210W/m2。试确定该材料的导热系数。q=t=qt=62100.00530=1.035W/mK1-6 在测定空气横掠单根圆管的对流传热实验中,得到如下数据:管壁平均温度tw=60,空气温度tf =20,管子外径d =14mm,加热段长L=80mm,输入加热段的功率=8.6kW。如果全部热量通过对流换热传给空气,问此时对流传热的表面传热系数多大?Q=hAth=QAt=Qdlt=86003.140.0140.0860-20=61135W/m2K1-7 一电炉丝,温度为847,长1.5m ,直径2mm,表面发射率为0.95。试计算电炉丝的辐射功率。Q=AT4= dlT4=0.955.673.140.0021.58.47+2.734=798.42W2-2 厚度为100mm的大平壁稳态导热时的温度分布曲线为t=a+bx+cx2(x的单位为m),其中a=200,b=-200/m,c=30/m2,材料的导热系数为45 W/(mK)。(1)试求平壁两侧壁面处的热流密度;(2)该平壁是否存在内热源?若存在的话,强度是多大?(1)qx=-dtdx=-45b+2cx=-45-200+60x=9000-2700xq(0)=9000W/m2 q(0.1)= 9000-270=8730W/m2(2)qv=8730-90000.1=-2700W/m33-5 平壁内表面温度为420,采用石棉作为保温材料,若保温材料的导热系数与温度的关系为=0.094+0.000125t W/(mK),平壁保温层外表面温度为50,若要求热损失不超过340W/m2,问保温层的厚度应为多少?保温层平均温度t=0.5420+50=235平均导热系数=0.094+0.000125t=0.094+0.000125235=0.1234W/(mK)q=t=tq=0.1234420-50340=0.134m3-26一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传感元件,其原理是当金属丝受火焰或高温烟气作用而熔断时,报警系统即被触发。若该金属丝的熔点为500,其导热系数为210W/(mK),密度为7200kg/m3,比热为420J/(kg)。正常情况下金属丝的温度为25,当突然受到650的烟气加热后,为保证在30秒内发生报警信号,问金属丝直径最大为多少?设烟气与金属丝的总换热系数为24 W/(m2K)。0.24=500-65025-650=exp(-2427200420R30)=exp(-0.0004762R)R=0.000334m=0.334mmD=0.668mm计算Bi数,可判断满足集总参数分析法的使用条件:Bi=hR=240.000334210=3.8210-50.14-5 在一台缩小为实物1/8的模型中,用20的空气来模拟实物中平均温度为260烟气的对流传热过程。实物中烟气的平均流速为8m/s,问模型中空气的流速应为多少?若模型中的平均表面传热系数为240W/(m2K),求相应实物中的值。在这一实验中,模型与实物中流体的Pr数并不严格相等,你认为这样的模化试验有无实用价值?求解思路:模型与原设备中研究的是同类现象,单值性条件亦相似,根据相似原理,模型与实物的已定准则Re、Pr数和待定准则Nu数相等。取流体温度为定性温度分别查取空气、烟气的物性参数:、Pr。进而根据模型与实物的Re、Nu数对应相等分别求解流速、换热系数。讨论:模型与实物中流体的Pr数并不严格相等,但考虑到本题中Pr数并不是影响对流传热的主要因素,而且两个数值相差也不大,因此模化实验的结果仍有工程使用价值。4-12 水以2m/s的速度流过内径为20mm的铜管,进口温度为20。设铜管内壁平均温度为90。试求将水加热到60时所需的管长。已知:下的空气在内径为76mm的直管内流动,入口温度为65,入口体积流量为,管壁的平均温度为180。 求:管子多长才能使空气加热到115。 解:定性温度,相应的物性值为: 在入口温度下,故进口质量流量:,先按计, 空气在115 时,65时,。故加热空气所需热量为: 采用教材P165上所给的大温差修正关系式:。所需管长: ,需进行短管修正。采用式(5-64)的关系式:,所需管长为2.96/1.0775=2.75m。5-7 试用简捷方法确定附图中的角系数X1,2。5-23 用裸露

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